(Phys.org) —Detectar se um paciente terá lesão renal aguda pode se tornar tão simples quanto mergulhar uma tira de teste de papel impressa com nanobastões de ouro em uma amostra de urina, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Washington em St. Louis descobriu.

Srikanth Singamaneni, PhD, professor assistente de engenharia, junto com Evan Kharasch, MD, PhD, e Jerry Morrissey, PhD, na Escola de Medicina da Universidade de Washington, desenvolveram um sensor biomédico usando nanobastões de ouro projetados para detectar a elevação da lipocalina associada à gelatinase de neutrófilos de proteína (NGAL), um biomarcador promissor para lesão renal aguda, na urina. Os biomarcadores são normalmente pequenas moléculas ou proteínas no corpo, cuja concentração muda em resposta a doenças ou terapia.

"Esta tecnologia altamente promissora e inovadora oferece o potencial de levar os testes de função renal para a beira do leito, com maior acessibilidade e custo reduzido, "diz Kharasch, o professor Russell e Mary Shelden de Anestesiologia e professor de bioquímica e biofísica molecular. "Além disso, este ensaio de prova de conceito pode ser muito mais amplamente aplicável a vários tipos de testes clínicos e biomarcadores, permitindo a criação de muitos novos ensaios, mais rapidamente e com melhor custo-benefício. "

Lesão renal aguda, que ocorre quando os rins se tornam incapazes de filtrar produtos residuais do sangue, se desenvolve rapidamente em algumas horas ou alguns dias. É comum em pessoas que estão hospitalizadas, particularmente naquelas pessoas gravemente doentes ou que foram submetidas a cirurgia cardíaca. A data, não há sensores que possam detectar facilmente se uma pessoa sofrerá lesão renal aguda.

"Se pudermos encontrar uma tecnologia barata que possa ser usada com mais eficiência, podemos pegar isso muito mais cedo e salvar muitas vidas, "diz Singamaneni, engenheiro em ciência de materiais e engenharia mecânica. "Nosso objetivo é ser capaz de imprimir esse sensor em um pedaço de papel com uma impressora a jato de tinta comum para que os médicos e as clínicas tenham um teste barato disponível quando precisarem."

Para criar o sensor, a equipe usou uma técnica chamada biossensor plasmônico, que é capaz de detectar quantidades muito pequenas de biomarcadores. Contudo, anticorpos naturais têm uma vida útil curta e são caros e demorados para desenvolver e aplicar, então Singamaneni e a equipe criaram anticorpos artificiais. Para criar o biossensor plasmônico, eles usaram um processo chamado impressão biomolecular.

Este processo envolve anexar as proteínas-alvo à superfície dos nanobastões, em seguida, adicionando pequenas moléculas ao redor das proteínas para formar uma camada de polímero ao redor dos nanobastões. As proteínas-alvo são removidas para deixar cavidades na superfície dos nanobastões, quais são os anticorpos artificiais. Quando os nanobastões com os anticorpos artificiais são expostos a uma substância, como urina, que contém a proteína alvo, essas proteínas se acomodam nas cavidades, semelhante a uma peça de quebra-cabeça encaixada em um quebra-cabeça.

"Quando você ilumina os nanobastões de ouro, os elétrons do metal ficam excitados e começam a oscilar, "Singamaneni diz." Existem duas bandas, ou cores, de luz no espectro do nanorod de ouro que mostra que parte da luz está sendo absorvida e espalhada pelo nanorod. Quando algo gruda na superfície do nanobastão de ouro, ele mudará a posição de uma das bandas e mudará a cor. Essa cor nos diz se o biomarcador de proteína se ligou ao nanobastão de ouro. Então, podemos medir a quantidade de biomarcador pela quantidade de mudança de cor. "

A equipe planeja usar seu sucesso usando NGAL como o biomarcador como um modelo para substituir anticorpos naturais por anticorpos artificiais para outras proteínas. Em 2010, Kharasch e Morrissey, professor pesquisador de anestesiologia, descobriram que as proteínas aquaporina-1 e adipofilina estavam elevadas na urina de pacientes com as formas mais comuns de câncer renal.